UDP通信协议详解

中文名	用户数据报协议
英文名	User Datagram Protocol
基础	IP数据包服务上增加一点功能
类别	传输层协议
特点	无连接、不可靠、快速传输
用途	发送IP数据包

如右图所所示为udp协议的基本信息

上图就是UDP的数据报服务,sendto两次发送的是单独的两个个体,接收端也就必须recvfrom两次,所以UDP没有粘包这种概念!

UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议，非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。相比TCP就是无需建立链接，结构简单，无法保证正确性，容易丢包(菜鸟教程节选)。

UDP的不可靠性:

上面我们在表格中也说到了UDP协议它的特点就是无连接、不可靠、快速传输，先来说下它为什么不可靠，或者说它的不可靠可以为我们带来什么别的方面的优化：

我们都知道TCP是流传输且它的特点是可靠(因为它需要确认应答、超时重传这些操作)，而在UDP传输则不需要哪些操作(TCP就像我们打电话，得知道对方的电话号码，还得等对方接听起来才可以就那些通话，但是UDP的话就像是发短信，只需要知道号码就可以执行了，至于发送成功了没这不重要，只要发出去就好了)

UDP的应用场景:

在我们视频通话的时候用的就是UDP传输,假设A,B两人再进行视频通话,其中A网络有点慢导致接收B的数据慢的很,但是B还是按照他那边网速来劲传输,这样就会导致两人在视频通话过程中丢包,但是因为这是UDP协议传输,所以无所谓啊,丢包就丢包,等A的网速好起来了再问下说你刚刚说了啥,B重新说一遍就好.

假设视频通话使用的是TCP协议传输的话,在A网络卡顿的时候就会造成接收缓冲区堆积,等A网络好的时候看到的B相当于是几分钟之前的B,相当于看的B的录屏,这在视频通话中是根本不行的,所以TCP和UDP协议适用于不同的场景之下:TCP适合那种不允许丢包的网络传输中,而UDP协议适用于那种允许丢包的网络传输中(UDP效率很高)

大家不熟悉TCP的可以看下这篇：

TCP协议的服务器与客户端的程序设计（代码注释超详细）_神厨小福贵！的博客-CSDN博客

UDP客户端和服务器端编程示例

服务器端

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>int main()
{int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);//创建套接字  SOCK_DGRAM这个为UDP数据报套接字assert(sockfd != -1);struct sockaddr_in saddr,caddr; //sockaddr_in在头文件#include<netinet/in.h>或#include <arpa/inet.h>中定义，saddr代表服务器端地址  caddr代表客户端地址memset(&saddr,0,sizeof(saddr));//saddr其实有四项成员，最后一项用来占位的，必须搞为0，索性我们开始直接给全部置为0，后面再来绑定ip和端口saddr.sin_family = AF_INET;//地址族，TCP/ipv4协议族saddr.sin_port = htons(6000);//端口为小端序列，htons转换为网络字节序，也是大端字节序（一般使用都是5000以上，5000以内一般都是特定使用的，比如你办了个手机卡，你能用110这个号码嘛，博客园因为110有特殊意义，一个道理）sadd r.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.108");//自己本地的IP地址（终端ifconfig查询自己的IP）//inet_addr将点分十进制转换为午饭后整型int res = bind(sockfd,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));//将sockfd和本地IP绑定//为什么要这个呢(struct sockaddr*)强转呢，bind这个参数类型为struct sockaddr与sockaddr_in类型不一致，所以强转assert(res != -1);// UDP协议传输中没有监听队列这个东西while(1){int len = sizeof(caddr);char buff[128] = {0};recvfrom(sockfd,buff,127,0,(struct sockaddr*)&caddr,&len); //接收客户端发的数据printf("buff = %s",buff);sendto(sockfd,"ok",2,0,(struct sockaddr*)&caddr,sizeof(caddr)); //给客户端发送okclose(c);}
}

客户端:(和服务器端比起来就是,没有那个bind\recvfrom和sendto的顺序)

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<string.h>
#include<assert.h>
#include<sys/socket.h>
#include<netinet/in.h>
#include<arpa/inet.h>int main()
{int sockfd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);//创建套接字assert(sockfd != -1);struct sockaddr_in saddr,caddr; //sockaddr_in在头文件#include<netinet/in.h>或#include <arpa/inet.h>中定义，saddr代表服务器端地址  caddr代表客户端地址memset(&saddr,0,sizeof(saddr));//saddr其实有四项成员，最后一项用来占位的，必须搞为0，索性我们开始直接给全部置为0，后面再来绑定ip和端口saddr.sin_family = AF_INET;//地址族，TCP/ipv4协议族saddr.sin_port = htons(6000);//端口为小端序列，htons转换为网络字节序，也是大端字节序（一般使用都是5000以上，5000以内一般都是特定使用的，比如你办了个手机卡，你能用110这个号码嘛，博客园因为110有特殊意义，一个道理）sadd r.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.0.108");//自己本地的IP地址（终端ifconfig查询自己的IP）//inet_addr将点分十进制转换为午饭后整型while(1){char budd[128] = {0};fgets(buff,128,stdin);if(strncmp(buff,"end",3) == 0){break;}sendto(sockfd,buff,strlen(buff)-1,0,(struct sockaddr*)&saddr,sizeof(saddr));//TCP中参数只需要写到0那块  主要是TCP中可以通过描述符查询到底层端口memset(buff,0,128);int len = sizeof(saddr);recvfrom(sockfd,buff,127,0,(struct sockaddr*)&saddr,&len);printf("buff = %s \n",buff);}close(sockfd);
}

不可靠的解决?

我们都知道UDP传输不可靠,那么如何解决呢?有种笨办法就是在每次传输完数据之后必须接收recvfrom一个数据才可以得以继续进行,否则就堵塞在revcfrom那块,那么这种方法不就和TCP一样了吗(并且可能自己在应用层实现的应答确认机制没有TCP中的应答确认机制效率高而将它弄成四不像),且丢失了UDP的最大特点-------效率.(最后这段话完全是自己的想法,不知道正确与否,如有不恰当之处,欢迎各位指出)

"好好学习,趁着还来得及!!!"